EP0347462A1 - Device for magneto-abrasive machining of external cylindrical surfaces of parts - Google Patents
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- EP0347462A1 EP0347462A1 EP88903120A EP88903120A EP0347462A1 EP 0347462 A1 EP0347462 A1 EP 0347462A1 EP 88903120 A EP88903120 A EP 88903120A EP 88903120 A EP88903120 A EP 88903120A EP 0347462 A1 EP0347462 A1 EP 0347462A1
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
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- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
- B21B45/04—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for de-scaling, e.g. by brushing
Definitions
- the present invention relates to the field of grinding workpieces, in particular to a device for magnetic grinding of cylindrical outer surfaces of workpieces.
- a device for descaling wire by drawing it through ferromagnetic powder that is compressed between two disks (SU, A, 787 131).
- One of the disks is designed to be rotatable and provided with beads for holding the powder.
- the second disc is cushioned and is used for mechanical compression of the powder in the processing area.
- the known device does not guarantee high quality in the treatment of the wire, especially if it is made of soft and tough alloys, because mechanical clamping of the grinding powder in the work area leads to embedding of the abrasive in the machined surface. This phenomenon can be avoided by reducing the pressure of the pressure disc on the powder, but the performance of the process drops dramatically.
- the device according to the invention comes closest to a device for the magnetic grinding of cylindrical outer surfaces of workpieces, namely for descaling or derusting wires or heavy rolled products (SU, A, 975 134).
- the known device for magnetic grinding processing includes: an electromagnetic system with a pair of pole pieces, which are arranged opposite one another and form an annular working area, and a device for longitudinally feeding the wire or the heavy rolled product into the working area.
- the pole shoes are designed as disks, which are arranged opposite one another in the end faces of an electromagnetic coil and have a center bore for the through run of the wire or the heavy rolled goods.
- the inner cavity of the coil between the pole pieces is filled with ferromagnetic grinding powder, while the actual pole pieces are covered on the outside with non-magnetic covers.
- the abrasive particles scratch the surface to be machined and remove the surface layer from the workpiece.
- the surface is only processed with the particles from the chains that are closest to the lines of force.
- the blunting of the cutting edges of the particles affects the machining conditions. Since the cutting ability of the particles is not restored in the known device, the dulling of the latter results in an abrupt reduction in the machining performance and goodness.
- the fine chips that occur on the surface to be machined when the abrasive particles are scratched are not removed from the working area, but are mixed with the abrasive powder, which also deteriorates the cutting properties of the latter.
- a small amount of the grinding particles involved in the processing, the contamination of the powder with processing waste, the low pressure of the grinding particles on the surface to be processed as a result of the arrangement of the magnetic lines of force parallel to the feed direction of the Workpiece thus result in a rapid loss of the cutting properties of the ferromagnetic grinding powder and an uneven processing according to the length of the cylindrical surfaces of the workpieces, in particular a wire or rod.
- the invention has for its object to provide a device for magnetic grinding of cylindrical outer surfaces of workpieces, in which the structural design of the electromagnetic system and the arrangement of the pole shoes would allow scale and oxide films to be removed completely and uniformly over the entire surface of the workpiece , which could significantly increase the performance and quality of magnetic grinding.
- the object is achieved in that device for magnetic grinding machining cylindrical outer surfaces of workpieces, which contains an electromagnetic system with a pair of pole pieces, which are arranged opposite one another and form an annular working area, and a device for longitudinal feed of the workpiece into the working area ,
- the diameter of the pole shoes is, the pole shoes in each pair being kinematically connected to one another, having a common axis of rotation and being mounted with an eccentricity of opposite sign to this axis.
- the pole shoes are arranged so that the magnetic lines of force penetrate the annular working area in a direction perpendicular to the feed direction of the workpiece to be machined.
- the abrasive powder particles align themselves in chains along the magnetic lines of force and exert the maximum force on the surface to be machined. Effect out.
- the abrasive powder particles form an annular "cutting brush", run onto the surface of the workpiece to be machined, exert pressure on it, have a grinding effect and push the workpiece away into the cavity between the pole pieces.
- the powder particles come into contact with the surface of the workpiece to be machined, return to the original position and form the initial cutting contour from the quantity of particles in the form of the ring-shaped "cutting brush".
- the return of the particles to the starting position is promoted by the shell shape of the pole shoes arranged in pairs, which ensures the greatest value of the mangetic induction in the space between the outer pole edges.
- the workpiece to be machined (wire or rod) continues to move without rotation, only one half of its surface is machined with one pair of pole pieces.
- the second pair of pole shoes is provided, which is offset by a distance L from the first along the axis of the workpiece with respect to the first pair.
- the characteristic values of the descaling process are significantly influenced by the size L.
- the inventive device for magnetic grinding of cylindrical outer surfaces of workpieces, for. B. of wire (as shown in Fig. 1) contains an electromagnetic system that a z. B. on a (not shown in Fig.) Machine bed mounted magnetic conductor 1 and two pairs 2 and 3 vnn pole pieces 4 (Fig. 2) and 5 (Fig. 3).
- Electromagnetic coils 6 (FIG. 2) are attached to the magnetic conductor 1 and are connected to a direct current source.
- bearings 7 are attached, on which shafts 3 are supported.
- the pole pieces 4 and 5 are attached to each other on the shafts 8 and form an annular working area 9.
- the pole pieces 4 and 5 are kinematically connected to one another via joints 10, which as Screws are formed with which the pole pieces 4 and 5 are fastened to the shafts 8.
- One (not shown in FIG te) device for the rotary drive of the pole shoes 4 and 5 is present, which are driven in rotation by means of a belt drive 11 via a drive pulley 12 mounted on the shaft 8 (in the direction indicated by arrow A in FIG. 2).
- the pole shoes 4 and 5 are supported with a gap h, have a common axis of rotation 0-0 and are offset from their axis of rotation 0-0 by the size of the eccentricity e with opposite signs.
- the space between the end faces 13 of the pole shoes 4 and 5 is filled with a ferromagnetic grinding powder 14.
- a device for longitudinal feed which includes rollers 16, is provided in the device for loading the workpiece 15.
- the device for rotating the rollers 16 is not shown.
- the pair 2 of the pole shoes 4 is along the axis 0 1 - 0 1 of the workpiece 15 with respect to the pair 2 of the shoes 5 by the distance L offset.
- the distance L is set within the limits of (0.2 to 1.0) D, where D is the diameter of the pole pieces 4 and 5.
- the device according to the invention functions as follows.
- the electromagnetic coils 6 are supplied with electric current, an electromagnetic field is created around the coils 6 and the pole pieces 4 and 5 are magnetized. Under the action of the magnetic field, the powder 14 is compressed in the gaps h between the pole pieces 4 and 5 and forms two ring-shaped work areas 9.
- the shaft pieces 4 and 5 are set in rotation by means of shafts 8, traction sheaves 12 and belt drives 11
- Arrows B and B 1 rotating rollers 16 is to be processed 15 rotates along the axis 0 1 - progressively moves 0 1 according to the arrow S and between the pairs 2 and 3 of the P o l mort 4 and 5 advanced so that its axis 0 1 - 0 1 represents a tangent to the outer surfaces of the annular regions 9 filled with the powder 14.
- each pair 2 and 3 processes its surface half of the workpiece 15. At the boundaries of these machined halves, the metal decrease is less than in the other surface areas.
- the pole shoes 4 and 5 in each pair 2 and 3 are offset in opposite directions with respect to the axis of rotation 0-0. H. with the eccentricity e of opposite sign.
- the pair 2 and 3 of the pole shoes 4 and 5 revolve with an “opposite-phase radial stroke”, the powder particles 14 in this case, as it were, oscillate along the circumference of the surface to be machined.
- each pair 2 and 3 of the shoes 4 and 5 does not process half, but rather the largest surface part of the workpiece 15; the surface sections machined with each pair 2 and 3 are partially covered from one another, the uniformity of the descaling increases.
- Technological conditions of descaling linear rotation speed of the pole shoes 4 m / s; Feed speed 0.05 m / s; Working gap size 1.5 mm; magnetic field strength in the coils 120 A / m.
- Pole shoes with a diameter of 146, 90 and 122 mm were used, which were set at different distances L and with different eccentricity e were.
- Ferromagnetic abrasive powder Pe-TiC (40%) with a grain size of 315/100 ⁇ m and coolant was used. The descaling results are summarized in a table.
- the metal mass g which is removed from a unit area of the machined surface, serves as the characteristic value of the machining performance.
- the quality of the descaling was assessed according to the parameter R a of the machined surface.
- the device according to the invention for magnetic grinding of cylindrical outer surfaces of workpieces enables high machining quality by producing an elastic contact between the machining tool (ring brush made of powder) and the workpiece to be machined and the workpiece are avoided, thereby preventing possible penetration of the powder particles into the body of the workpiece and abrasive embedding in the surface to be produced.
- the high performance during operation of the device is due to the continuous reorientation of the powder particles in the ring-shaped working area and the fact that practically the entire powder mass is involved in the work.
Abstract
Das Wesen der Vorrichtung besteht darin, daß das elektromagnetische System mit einem zusätzlichen Paar (3) von Polschuhen (5) versehen ist, welches gegenüber dem ersten Paar (2) in bezug auf dieses entlang der Längsachse (01 -01) des zu bearbeitenden Werkstückes (15) um den Abstand L = (0,2 bis 1,0)D versetzt ist, worin D Durchmesser der Polschuhe ist, wobei die Polschuhe (4 und 5) in jedem Paar (2 und 3) kinematisch miteinander verbunden sind, eine gemeinsame Drehachse (0 - 0) aufweisen und mit einer Exzentrizität (e) entgegengesetzten Vorzeichens bezüglich dieser Achse gelagert sind. The essence of the device is that the electromagnetic system is provided with an additional pair (3) of pole pieces (5), which compared to the first pair (2) with respect to this along the longitudinal axis (0 1 -0 1 ) of machining workpiece (15) is offset by the distance L = (0.2 to 1.0) D, where D is the diameter of the pole shoes, the pole shoes (4 and 5) in each pair (2 and 3) being kinematically connected to one another , have a common axis of rotation (0-0) and are mounted with an eccentricity (e) of opposite sign with respect to this axis.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet Schlefbearbeitung von Werkstücken, insbesondere auf Vorrichtung zur magnetischen Schleifbearbeitung zylindrischer Außenflächen von Werkstücken.The present invention relates to the field of grinding workpieces, in particular to a device for magnetic grinding of cylindrical outer surfaces of workpieces.
Bekannt ist eine Vorrichtung zur Entzunderung von Draht durch dessen Ziehen durch ferromagnetisches Pulver das zwischen zwei Scheiben verdichtet ist (SU, A, 787 131). Eine der Scheiben ist drehbar ausgebildet und mit Wülsten zum Halten des Pulvers versehen. Die zweite Scheibe ist abgefedert und dient zur mechanischen Verdichtung des Pulvers im Bearbeitungsbereich.A device is known for descaling wire by drawing it through ferromagnetic powder that is compressed between two disks (SU, A, 787 131). One of the disks is designed to be rotatable and provided with beads for holding the powder. The second disc is cushioned and is used for mechanical compression of the powder in the processing area.
Die bekannte Vorrichtung gewährleistet keine hohe Qualität bei der Behandlung des Drahtes, besonders wenn er aus weichen und zähen Legierungen hergestellt ist, weil mechanisches Festklemmen des Schleifpulvers im Arbeitsbereich zur Schleifmitteleinbettung in der bearbeiteten Oberflache führt. Diese Erscheinung kann durch Verringerung des Druckes der Anpreßscheibe auf das Pulver vermieden werden, wobei jedoch die Leistung des Prozesses sprunghaft zurückgeht.The known device does not guarantee high quality in the treatment of the wire, especially if it is made of soft and tough alloys, because mechanical clamping of the grinding powder in the work area leads to embedding of the abrasive in the machined surface. This phenomenon can be avoided by reducing the pressure of the pressure disc on the powder, but the performance of the process drops dramatically.
Der erfindungsgemäßen Vorrichtung kommt am nächsten eine Vorrichtung zur magnetischen Schleifbearbeitung zylindrischer Außenflächen von Werkstücken und zwar zur Entzunderung bzw. Entrostung von Drähten oder schweren Walzerzeugnissen (SU, A, 975 134).The device according to the invention comes closest to a device for the magnetic grinding of cylindrical outer surfaces of workpieces, namely for descaling or derusting wires or heavy rolled products (SU, A, 975 134).
Die bekannte Vorrichtung zur magnetischen Schleifbearbeitung enthält: ein elektromagnetisches System mit einem Paar von Polschuhen, die einander gegenüber angeordnet sind und einen ringförmigen Arbeitsbereich bilden, und eine Einrichtung zum Längsvorschub des Drahtes oder der schweren Walzware in den Arbeitabereich.The known device for magnetic grinding processing includes: an electromagnetic system with a pair of pole pieces, which are arranged opposite one another and form an annular working area, and a device for longitudinally feeding the wire or the heavy rolled product into the working area.
Bei der bekannten Vorrichtung sind die Polschuhe als Scheiben ausgebildet, die einander gegenüber in den Stirnseiten einer elektromagnetischen Spule gleichachsig mit dieser angeordnet sind und eine Mittenbohrung für den Durchlauf des Drahtes oder der schweren Walzware aufweisen.In the known device, the pole shoes are designed as disks, which are arranged opposite one another in the end faces of an electromagnetic coil and have a center bore for the through run of the wire or the heavy rolled goods.
Der innere Hohlraum der Spule zwischen den Polschuhen ist mit ferromagnetischem Schleifpulver ausgefüllt, während die eigentlichen Polschuhe außen mit unmagnetischen Deckeln abgedeckt sind.The inner cavity of the coil between the pole pieces is filled with ferromagnetic grinding powder, while the actual pole pieces are covered on the outside with non-magnetic covers.
Bekanntlich bei Zuführung des elektrischen Stroms zur elektromagnetischen Spule ein Magnetfeld der Spule erzeugt, dessen Kraftlinien innerhalb der Spule parallel zur Spulenachse liegen. Die innerhalb der Spule befindlichen ferromagnetischen Schleifpulverteilchen werden aufmagnetisiert und bilden Ketten, die entlang der magnetischen Kraftlinien gestreckt sind. Die ferromagnetischen Schleifpulverteilchen werden mit ihrer größten Achse längs der magnetischen Kraftlinien orientiert. Der zu bearbeitende Draht bzw. Stab läuft durch die Mittenbohrungen der Polschuhe entlang der Längsachse der Spule, verformt die Ketten aus den Schleifpulverteilchen und verschiebt sie in radialer Richtung, wobei neue dichtere Ketten gebildet werden, die entlang der magnetischen Kraftlinien gestreckt sind. Die Schleifteilchen kratzen dabei die zu bearbeitende Oberfläche und entfernen die Oberflächenschicht vom Werkstück. Die Oberfläche wird jedoch nur mit den Teilchen aus den Ketten bearbeitet, die an den Kraftlinien am nächsten sind. Das Abstumpfen der Schneidkanten der Teilchen beeinträchtigt die Bearbeitungsbedingungen. Da bei der bekannten Vorrichtung die Schneidfähigkeit der Teilchen nicht wiederhergestellt wird, ergibt das Abstumpfen der letzteren eine sprunghafte Verringerung der Bearbeitungsleistung und -gute. Die beim Kratzen der Schleifteilchen an der zu bearbeitenden Oberfläche anfallenden Feinspäne werden überdies aus dem Arbeitsbereich nicht ausgetragen, sondern mit dem Schleifpulver vermischt, wodurch die Schneideigenschaften des letzteren ebenfalls verschlechtert werden. Eine geringe Menge der an der Bearbeitung beteiligten Scbleifteilchen, die Verunreinigung des Pulvers mit Bearbeitungsabfällen, der geringe Druck der Schleifteilchen auf die zu bearbeitende Oberfläche infolge der Anordnung der magnetischen Kraftlinien parallel zur Vorschubrichtung des Werkstückes ergeben somit einen raschen Verlust der Schneideigenschaften des ferromagnetischen Schleifpulvers und eine ungleichmäßige Bearbeitung nach der Länge der zylindrischen Oberflächen der Werkstücke, insbesondere einee Drahtes bzw. Stabes.As is known, when the electrical current is supplied to the electromagnetic coil, a magnetic field of the coil is generated, the lines of force of which lie parallel to the coil axis within the coil. The ferromagnetic abrasive powder particles inside the coil are magnetized and form chains that are stretched along the magnetic lines of force. The largest axis of the ferromagnetic abrasive powder particles is oriented along the magnetic lines of force. The wire or rod to be processed runs through the center holes of the pole pieces along the longitudinal axis of the coil, deforms the chains from the abrasive powder particles and shifts them in the radial direction, forming new, denser chains that are stretched along the magnetic lines of force. The abrasive particles scratch the surface to be machined and remove the surface layer from the workpiece. However, the surface is only processed with the particles from the chains that are closest to the lines of force. The blunting of the cutting edges of the particles affects the machining conditions. Since the cutting ability of the particles is not restored in the known device, the dulling of the latter results in an abrupt reduction in the machining performance and goodness. In addition, the fine chips that occur on the surface to be machined when the abrasive particles are scratched are not removed from the working area, but are mixed with the abrasive powder, which also deteriorates the cutting properties of the latter. A small amount of the grinding particles involved in the processing, the contamination of the powder with processing waste, the low pressure of the grinding particles on the surface to be processed as a result of the arrangement of the magnetic lines of force parallel to the feed direction of the Workpiece thus result in a rapid loss of the cutting properties of the ferromagnetic grinding powder and an uneven processing according to the length of the cylindrical surfaces of the workpieces, in particular a wire or rod.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur magnetischen Schleifbearbeitung zylindrischer Außenflächen von Werkstücken zu schaffen, bei welcher die konstruktive Ausführung des elektromagnetischen Systems und die Anordnung der Polschuhe es erlauben wurde, Zunder und Oxidfilme über die gesamte Oberfläche des Werkstückes vollständig und gleichmäßig zu entfernen, wodurch die Leistung und die Güte bei der magnetischen Schleifbearbeitung wesentlich erhöht werden könnten.The invention has for its object to provide a device for magnetic grinding of cylindrical outer surfaces of workpieces, in which the structural design of the electromagnetic system and the arrangement of the pole shoes would allow scale and oxide films to be removed completely and uniformly over the entire surface of the workpiece , which could significantly increase the performance and quality of magnetic grinding.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei Vorrichtung zur magnetischen Schleifbearbeitung zylindrischer Außenflächen von Werkstücken, die ein elektromagnetisches System mit einem Paar von Polschuhen, welche einander gegenüber angeordnet sind und einen ringförmigen Arbeitsbereich bilden, und eine Einrichtung zum Längsvorschub des Werkstückes in den Arbeitsbereich enthält, erfindungsgemäß das elektromagnetische System mit einem zusätzlichen Paar von Polschuhen versehen ist, welches gegenüber dem ersten Paar in bezug auf dieses entlang der Längsachse des zu bearbeitenden Werkstückes um den Abstand L = (0,2 bis 1,0)D versetzt ist, worin D Durchmesser der Polschuhe ist, wobei die Polschuhe in jedem Paar kinematisch miteinander verbunden sind, eine gemeinsame Drehachse aufweisen und zu dieser Achse mit einer Exzentrizität entgegengesetzten Vorzeichens gelagert sind.The object is achieved in that device for magnetic grinding machining cylindrical outer surfaces of workpieces, which contains an electromagnetic system with a pair of pole pieces, which are arranged opposite one another and form an annular working area, and a device for longitudinal feed of the workpiece into the working area , According to the invention, the electromagnetic system is provided with an additional pair of pole pieces, which is offset with respect to the first pair with respect to this along the longitudinal axis of the workpiece to be machined by the distance L = (0.2 to 1.0) D, where D The diameter of the pole shoes is, the pole shoes in each pair being kinematically connected to one another, having a common axis of rotation and being mounted with an eccentricity of opposite sign to this axis.
Die Polschuhe sind so angeordnet, daß die magnetischen Kraftlinien den ringförmigen Arbeitsbereich in zur Vorschubrichtung des zu bearbeitenden Werkstückes senkrechter Richtung durchdringen. Die Schleifpulverteilchen richten sich in Ketten entlang der magnetischen Kraftlinien und üben auf die zu bearbeitende Oberfläche die maximale Kraft- Wirkung aus.The pole shoes are arranged so that the magnetic lines of force penetrate the annular working area in a direction perpendicular to the feed direction of the workpiece to be machined. The abrasive powder particles align themselves in chains along the magnetic lines of force and exert the maximum force on the surface to be machined. Effect out.
Bei Drehung der Polschuhe bilden die Schleifpulverteilchen eine ringförmige "Schneidbürste", laufen auf die zu bearbeitende Oberfläche des Werkstückes auf, üben einen Druck auf diese aus, wirken schleifend und drücken das Werkstück ins Innere des Hohlraumes zwischen den Polschuhen weg. Bei weiterer Drehung der Polschuhe kommen die Pulverteilchen aus der Berührung mit der zu bearbeitenden Oberfläche des Werkstückes, gehen in die ursprüngliche Stellung zurück und bilden wieder die Ausgangsschneidkontur aus der Teilchenmenge in Form der ringförmigen "Schneidbürste". Die Rückkehr der Teilchen in die Ausgangsstellung wird durch die Schalenform der paarweise angeordneten Polschuhe begünstigt, die den Größtwert der mangetischen Induktion im Raum zwischen den äußeren Polkanten gewährleistet. Bei Drehung der Polschuhe wird die Oberfläche des Werkstückes durch die mit dieser in Berührung stehenden Teilchen kontinuierlich bearbeitet, während in den diametral entgegengesetzten Abschnitten der Schuhkanten die im Arbeitsbereich verzerrte "Schneidbürste" aus den Schleifpulverteilchen regeneriert (wiederhergestellt) wird.When the pole pieces rotate, the abrasive powder particles form an annular "cutting brush", run onto the surface of the workpiece to be machined, exert pressure on it, have a grinding effect and push the workpiece away into the cavity between the pole pieces. As the pole pieces rotate further, the powder particles come into contact with the surface of the workpiece to be machined, return to the original position and form the initial cutting contour from the quantity of particles in the form of the ring-shaped "cutting brush". The return of the particles to the starting position is promoted by the shell shape of the pole shoes arranged in pairs, which ensures the greatest value of the mangetic induction in the space between the outer pole edges. When the pole shoes rotate, the surface of the workpiece is continuously processed by the particles in contact with it, while in the diametrically opposite sections of the shoe edges the "cutting brush" distorted in the working area is regenerated (restored) from the abrasive powder particles.
Durch die kontinuierliche Wiederherstellung der ringförmigen "Schneidbürste" werden die diese bildenden Teilchen räumlich stets umorientiert und ändern ihre Lage in bezug auf die zu bearbeitende Oberfläche. Daher sind an der Arbeit praktisch alle Schneidkanten der Teilchen der "Bürste" beteiligt, was die Erhöhung der Pulverstandzeit und der Bearbeitungsleistung begünstigt.Due to the continuous restoration of the ring-shaped "cutting brush", the particles forming these are always spatially reoriented and change their position in relation to the surface to be processed. Therefore, practically all cutting edges of the particles of the "brush" are involved in the work, which favors the increase in the powder service life and the processing power.
Bei fortschreitender Bewegung des zu bearbeitenden Werkstückes (Draht oder Stab) ohne Drehung wird mit dem einen Paar der Polschuhe nur die Hälfte seiner Oberfläche bearbeitet. Zur vollständigen Bearbeitung des Werkstückes ist das zweite Paar der Polschuhe vorgesehen, das gegenüber dem ersten entlang der Achse des Werkstückes in bezug auf das erste Paar um den Abstand L versetzt ist. Durch die Größe L werden die Kennwerte des Entzunderungsvorganges wesentlich beeinflußt.If the workpiece to be machined (wire or rod) continues to move without rotation, only one half of its surface is machined with one pair of pole pieces. For complete machining of the workpiece, the second pair of pole shoes is provided, which is offset by a distance L from the first along the axis of the workpiece with respect to the first pair. The characteristic values of the descaling process are significantly influenced by the size L.
Bei geringen Werten von L (L 0,2D, worin D Durchmesser der Polschuhe ist) liegt die Zusammenwirkung der Magnetfelder der beiden Schuhpaare vor, die Ganzheit der "Schneidbürste" wird gestört und die Bearbeitungswirkung nimmt ab. Bei relativ großen Werten von L- (L > 1, OD) werden die Abmessungen der Vorrichtung vergrößert, der magnetische Widerstand der Elemente des Magnetleiters nimmt zu, die Größe der magnetischen Induktion im Arbeitsbereich wird verringert und die Intensität des Prozesses nimmt somit ab.At low values of L (L 0.2D, where D diam water is the pole piece) there is the interaction of the magnetic fields of the two pairs of shoes, the wholeness of the "cutting brush" is disturbed and the processing effect decreases. With relatively large values of L- (L> 1, OD), the dimensions of the device are increased, the magnetic resistance of the elements of the magnetic conductor increases, the size of the magnetic induction in the working area is reduced and the intensity of the process thus decreases.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend an einem eingehend beschriebenen konkreten Beispiel ihrer Ausführung mit Hinweisen auf beigefügte Zeichnungen näher erläutert, in denen es zeigen:
- Fig. 1 prinzipielles Schema der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur magnetischen Schleifbearbeitung zylindrischer Außenflächen von Werkstücken im Querschnitt;
- Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II - II in Fig. 1
- Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III - III in Fig 1.
- Fig. 1 basic diagram of the device according to the invention for magnetic grinding machining cylindrical outer surfaces of workpieces in cross section;
- 2 shows a section along line II - II in FIG. 1st
- 3 shows a section along line III-III in FIG. 1.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur magnetischen Schleifbearbeitung zylindrischer Außenflächen von Werkstükken, z. B. von Draht, (wie in Fig. 1 gezeigt) enthält ein elektromagnetisches System, das einen z. B. auf einem (in Fig. nicht eingezeichneten) Maschinenbett gelagerten Magnetleiter 1 und zwei Paare 2 und 3 vnn Polschuhen 4 (Fig. 2) und 5 (Fig. 3) umfaßt. Am Magnetleiter 1 sind elektromagnetische Spulen 6 (Fig. 2) befestigt, die mit einer Gleichstromquelle verbunden sind. Im Magnetleiter 1 sind Lager 7 angebracht, an welchen sich Wellen 3 abstützen. Bei jedem Paar 2 und 3 sind die Polschuhe 4 bzw. 5 an den Wellen 8 einander gegenüber angebracht und bilden .einen ringförmigen Arbeitsbereich 9. Bei jedem Paar 2 und 3 sind dabei die Polschuhe 4 und 5 über Gelenke 10 kinematisch miteinander verbunden, die als Schrauben ausgebildet sind, mit welchen die Polschuhe 4 und 5 an den Wellen 8 befestigt werden.The inventive device for magnetic grinding of cylindrical outer surfaces of workpieces, for. B. of wire, (as shown in Fig. 1) contains an electromagnetic system that a z. B. on a (not shown in Fig.) Machine bed mounted
In der Vorrichtung ist eine (in Fig. nicht gezeichnete) Einrichtung zum Drehantrieb der Polschuhe 4 und 5 vorhanden, die mittels eines-Riementriebes 11 über eine auf der Welle 8 gelagerte Treibscheibe 12 (in durch Pfeil A in Fig. 2 angedeuteter Richtung) umlaufend angetrieben werden.One (not shown in FIG te) device for the rotary drive of the
Bei den Paaren 2 und 3 sind die Polschuhe 4 und 5 mit einem Spalt h gelagert, besitzen eine gemeinsame Drehachse 0 - 0 und sind zu ihrer Drehachse 0 - 0 um die Größe der Exzentrizität e mit entgegengesetztem Vorzeichen versetzt. Der Raum zwischen den Stirnflächen 13 der Polschuhe 4 und 5 ist mit einem ferromagnetischen Schleifpulver 14 ausgefüllt.In
Zum Belegen des Werkstückes 15 ist in der Vorrichtung eine Einrichtung zum Längsvorschub vorgesehen, die Rollen 16 einschließt. Die Einrichtung zum Drehantrieb der Rollen 16 ist nicht eingezeichnet.A device for longitudinal feed, which includes
Zur vollständigen Bearbeitung des Werkstücks 15, z, B. eines Drahtes, wie Fig. 1 zeigt, ist das Paar 2 der Polschuhe 4 entlang der Achse 01 - 01 des Werkstückes 15 in bezug auf das Paar 2 der Schuhe 5 um den Abstand L versetzt. Der Abstand L wird in den Grenzen von (0,2 bis 1,0)D festgelegt, worin D Durchmesser der Polschuhe 4 und 5 ist.For complete machining of the
Bei L< 0,2 D ist eine Zusammenwirkung der Magnetfelder der Paare 2 und 3 der Polschuhe 4 und 5 zu verzeichnen, die Ganzheit der Arbeitsbereiche 9 wird gestört. Bei Werten L > 1,0 D nimmt die Größe der magnetischen Induktion im Arbeitsbereich 9 ab.If L <0.2 D, the magnetic fields of
Die erfindungsgemäße Vorrichtung funktioniert folgenderweise, Den elektromagnetischen Spulen 6 wird elektrischer Strom zugeführt, um die Spulen 6 entsteht ein elektromagnetisches Feld und die Polschuhe 4 und 5 werden aufmagnetisiert. Unter Einwirkung des Magnetfeldes wird das Pulver 14 in den Spalten h zwischen den Polschuhen 4 und 5 verdichtet und bildet zwei ringförmige Arbeitsbereiche 9. Über Wellen 8, Treibscheiben 12 und Riementriebe 11 werden die Polschuhe 4 und 5 in Drehbewegung versetzt, Durch die in Richtung der Pfeile B und B1 rotierenden Rollen 16 wird der zu bearbeitende Dreht 15 entlang der Achse 01 - 01 gemäß Pfeil S fortschreitend bewegt und zwischen den Paaren 2 und 3 der Polschuhe 4 und 5 so vorgeschoben, daß seine Achse 01 - 01 eine Tangente an die Außenflächen der mit dem Pulver 14 ausgefüllten ringförmigen Bereiche 9 darstellt.The device according to the invention functions as follows. The
Bei Anordnung der Schuhe 4 und 5 im Paar 2 und 3 auf gleicher Drehachse 0 - 0 wird durch jedes Paar 2 und 3 seine Oberflächenhälfte des Werkstückes 15 bearbeitet. An den Grenzen dieser bearbeiteten Hälften ist die Metallabnahme geringer als in den anderen Oberflächenbereichen. Zur garantierten Bearbeitung der gesamten Oberfläche und zur Erhöhung der Gleichmäßigkeit der Metallabnahme werden die Polschuhe 4 und 5 bei jedem Paar 2 und 3 in bezug auf die Drehachse 0 - 0 gegensinnig versetzt, d. h. mit der Exzentrizität e entgegengesetzten Vorzeichens gelagert. Beim Umlauf des Paares 2 und 3 der Polschuhe 4 und 5 mit "gegenphasigem Radialschlag" vollführen in diesem Fall die Pulverteilchen 14 gleichsam eine Schwingbewegung entlang des Kreisumfanges der zu bearbeitenden Oberfläche. Dadurch bearbeitet jedes Paar 2 und 3 der Schuhe 4 und 5 nicht den halben, sondern den größten Oberflächenteil des Werkstückes 15; die mit jedem Paar 2 und 3 bearbeiteten Oberflächenabschnitte sind voneinander teilweise überdeckt, die Gleichmäßigkeit der Entzunderung nimmt zu.If the
Magnetische Schleifbearbeitung eines Stabes aus Titan-Wolfram-Legierung mit Durchmesser d = 5 mm und Ausgangs-Oberflächenrauhigkeit Ra = 1,0 bis 0,8 µm. Technologische Bedingungen der Entzunderung: lineare Drehgeschwindigkeit der Polschuhe 4 m/s; Vorschubgeschwindigkeit 0,05 m/s; Arbeitsspaltgröße 1,5 mm; magnetische Feldstärke in den Spulen 120 A/m. Zur Anwendung kamen Polschuhe mit einem Durchmesser von 146, 90 und 122 mm, die in verschiedenem Abstand L und mit verschiedener Exzentrizität e eingestellt wurden. Verwendet wurden ferromagnetisches Schleifpulver Pe-TiC (40 %) mit einer Körnung von 315/100 µm und Kühlflüssigkeit. Die Ergebnisse der Entzunderung sind in einer Tabelle zusammengefaßt.Magnetic grinding of a rod made of titanium-tungsten alloy with diameter d = 5 mm and initial surface roughness R a = 1.0 to 0.8 µm. Technological conditions of descaling: linear rotation speed of the pole shoes 4 m / s; Feed speed 0.05 m / s; Working gap size 1.5 mm; magnetic field strength in the coils 120 A / m. Pole shoes with a diameter of 146, 90 and 122 mm were used, which were set at different distances L and with different eccentricity e were. Ferromagnetic abrasive powder Pe-TiC (40%) with a grain size of 315/100 µm and coolant was used. The descaling results are summarized in a table.
Magnetische Schleifbearbeitung eines Schweißdrahtes aus Aluminium-Magnesium-Legierung mit Durchmesser d = 1,0 mm und Ausgangs-Oberflächenrauhigkeit Ra = 0,8 bis 0,6 µm. Technologische Bedingungen sind die gleichen wie im Beispiel 1. Die Tabelle zeigt die erhaltenen Ergebnisse.Magnetic grinding of a welding wire made of aluminum-magnesium alloy with a diameter d = 1, 0 mm and output surface roughness R a = 0.8 to 0.6 microns. Technological conditions are the same as in Example 1. The table shows the results obtained.
In den angeführten Beispielen dient als Kennwert der Bearbeitungsleistung die Metallmasse g, die von einer Flächeneinheit der bearbeiteten Oberfläche entfernt wird. Die Güte der Entzunderung wurde nach dem Parameter Ra der bearbeiteten Oberfläche beurteilt.In the examples given, the metal mass g, which is removed from a unit area of the machined surface, serves as the characteristic value of the machining performance. The quality of the descaling was assessed according to the parameter R a of the machined surface.
Die Höchstwerte der Leistung und der Güte der Bearbeitung wurden bei Versuchen 5, 6, 15 bis 18 (Beispiel 1) und Versuchen 23, 24, 33 bis 36 (Beispiel 2) erzielt:
- g = 4,8
6,3 mg/cm2 und Ra = 0,12bis bis 0,25 µm fürBeispiel 1; - g = 6,0
8,1 mg/cm2 und Ra = 0,10bis bis 0,18 µm fürBeispiel 2.
- g = 4.8 to 6.3 mg / cm 2 and R a = 0.12 to 0.25 µm for Example 1;
- g = 6.0 to 8.1 mg / cm 2 and R a = 0.10 to 0.18 µm for Example 2.
Die Versuchsergebnisse zeigen, daß der Abstand zwi, schen den Paaren der Polschuhe L = (0,2 bis 1,0)D optimal ist. Bei L< 0,2 wird die Ganzheit der "Ringbürste" aus Pulver durch Wechselwirkung der Magnetfelder der Polschuhe gestört und die Kennwerte des Prozesses werden verschlechtert. Bei L > 1,OD nehmen die Abmessungen des Magnetsystems und sein magnetischer Widerstand zu, wodurch die magnetische Induktion in den Arbeitsspalten abnimmt und die Kennwerte g und Ra verringert werden.The test results show that the distance between the pairs of pole pieces L = (0.2 to 1.0) D is optimal. At L <0.2, the entirety of the "ring brush" made of powder is disturbed by the interaction of the magnetic fields of the pole shoes and the characteristic values of the process are deteriorated. With L> 1, OD, the dimensions of the magnet system and its magnetic resistance increase, as a result of which the magnetic induction in the working gaps decreases and the characteristic values g and R a are reduced.
Die besten Kennwerte ergaben sich bei der Behandlung bei Größen der Exzentrizität e = (0,3 bis 3,0)d. Bei e < 0,3d liegt umfangsmäßig ungleichmäßige Bearbeitung des Werkstückea vor, und bei 2 > 3,Od wird während des Bearbeitungsvorgangs die "Ringbürste" aus Pulver zerstört, wodurch die Bearbeitungsleistung und -güte abnehmen.The best parameters were obtained for the treatment with sizes of eccentricity e = (0.3 to 3.0) d. At e <0.3d there is uneven machining of the workpiece circumferentially, and at 2> 3, Od the "ring brush" made of powder is destroyed during the machining process, as a result of which the machining performance and quality decrease.
Es wurden Vergleichsversuche an der erfindungsgemäßen Vorrichtung und einer bekannten Vorrichtung vorgenommen. Bei der Bearbeitung eines Stabes aus Wolfram-Titan-Legierung mit 5 mm Durchmesser mittels einer bekannten Vorrichtung wurden die Werte g = 4,5 mg/cm2 und Ra = 0,28 µm erhalten, während bei der Bearbeitung eines Drahtes aus Aluminium-Magnesium-Legierung mit 1 mm Durchmesser mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung g = 5,6 mg/cm2 und Ra = 0,21 µm war. Die Versuche ergaben, daß im Vergleich zu einer bekannten Vorrichtung die Leistung der erfindungsgemäßen das 1,4fache beträgt, während die Güte um das 2,1- bis 2,3fache höher ist.Comparative experiments were carried out on the invention Device and a known device made. When machining a rod made of tungsten-titanium alloy with a diameter of 5 mm using a known device, the values g = 4.5 mg / cm 2 and Ra = 0.28 μm were obtained, while machining a wire made of aluminum-magnesium Alloy with 1 mm diameter by means of the device according to the invention was g = 5.6 mg / cm 2 and R a = 0.21 μm. The tests showed that compared to a known device the performance of the invention is 1.4 times, while the quality is 2.1 to 2.3 times higher.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur magnetischen Schleifbearbeitung zylindrischer Außenflächen von Werkstükken ermöglicht eine hohe Bearbeitungsgüte dadurch, daß zwischen den Bearbeitungswerkzeug (Ringbürste aus Pulver) und dem zu bearbeitenden Werkstück ein elastischer Kontakt erzeugt wird.Beim Betrieb der Vorrichtung ist mechanisches Festklemmen der Pulverteilchen zwischen den Oberflächen des Polschuhs und des Werkstückes vermieden, wodurch eventuelles Eindringen der Pulverteilchen in den Körper des Werkstückes und Schleifmitteleinbettung in der zu erzeugenden Oberflächensöhicht verhindert werden.The device according to the invention for magnetic grinding of cylindrical outer surfaces of workpieces enables high machining quality by producing an elastic contact between the machining tool (ring brush made of powder) and the workpiece to be machined and the workpiece are avoided, thereby preventing possible penetration of the powder particles into the body of the workpiece and abrasive embedding in the surface to be produced.
Die hohe Leistung beim Betrieb der Vorrichtung wird durch kontinuierliche Umorientierung der Pulverteilchen im ringförmigen Arbeitsbereich sowie dadurch bedingt, daß praktisch die gesamte Pulvermasse an der Arbeit beteiligt ist.The high performance during operation of the device is due to the continuous reorientation of the powder particles in the ring-shaped working area and the fact that practically the entire powder mass is involved in the work.
Am zweckmäßigsten ist die Vorrichtung zum Polieren und Reinigen von Stäben, Rohren, Drähten, schmalem Metallband von Oxidfilmen und Zunderschichten zu verwenden.
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